变电设备在线检测技术的应用

时间:2017-07-01 职称论文 我要投稿

  通过介绍SPM型电气设备状态监测系统及其油中气体在线监测、电容型设备状诚监测、氧化锌避雷器状态检测装置的原理、性能,运行情况.阐述电气设备在线状态监测与诊断技术的应用,并提出实践过程的几点认识.下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。

  摘要:电力系统在自动化建设过程中,对电能稳定性提出了更高要求。电力变压器作为电力系统内的重要电气设备,对电力变压器运行要求也在不断提高。为了能够满足电力系统发展需求,构建智能化在线检测方式与故障诊断体系,已经成为电力系统发展必然趋势。在线检测技术与状态检修在变电设备内应用,能够有效提高变电设备运行稳定性及安全性,适当延长变电设备使用寿命,充分发挥出变电设备效率。文章对变电设备在线检测技术及状态检修进行分析研究,希望能够满足电力系统自动化发展需求。

  关键词:变电设备;在线检测;状态检修;故障诊断

  变电设备是变电站运行的重要设备,承担着变电站稳定运行的职责。变电设备运行质量直接决定着变电站运行质量,对电力系统电能传输稳定性与安全性具有直接性影响。我国变电站在对变电设备检修中,主要采取周期性检修制度,检修工作以预防为主。变电站智能化发展过程中,传统周期性检修制度所存在的问题开始逐渐暴露出来,对电力系统发展造成严重影响。伴随着研究人员不断深入研究分析,电力系统主要开始应用状态检修方式。

  一、变压器在线检测技术与实践应用

  1.1变压器常见故障

  变压器是变电站内主要变电设备,承担着电能传输的责任。变压器主要在室外环境下运行,伴随着电力设备应用范围的增加,部分变电器也开始逐渐在室内运行。变压器在运行中出现故障,主要是受到设备生产质量及安全工艺造成,同时对变电器运行维修和检测之间也有着十分紧密关联。变压器主要由三种材料构成,分别为导磁材料、绝缘材料与导电材料。正常情况下,变压器的绝缘性能主要是应用绝缘油实现,剩余部分应用绝缘材料或者是合成材料。变压器在运行过程中,会产生磁场,进而对变压器运行造成影响。变压器自身结构较多,同时附件数量较多,任何一个环节出现故障,对变压器运行性能都会造成严重影响。其中变压器在运行过程中,常见故障主要分为以下几种:

  (1)绕组故障。变压器出现绕组故障,主要是由于变压器内绕组出现位移或者是短路所造成。其中绕组短路要是按照内部结构还可以分为四种,分别为层间短路、股间短路、匝间短路与并间短路。变压器在运行过程中之所以会出现绕组故障,主要由于变压器制造工艺水平低下造成,与绕组结构之间有着十分紧密关联。绕组故障属于变电器出现的主要故障,对增加变压器运行温度,严重情况下还会出现轻重瓦斯动作。

  (2)铁芯故障。变电器出现铁芯故障主要分为两种情况:①由于铁芯接地,进而造成变压器出现运行不良情况。在静电感应作用之下,铁芯应该是悬浮,这样造成铁芯会向大地释放一定数量点;②为铁芯多点接地,与变电器之间形成闭合回路。在这种情况下,由于受到主磁通的影响,电流温度将显著增加,变压器内气体得不到有效释放,进而造成瓦斯动作情况。

  (3)分接开关故障。分接开关故障主要可以分为两种类型,分别为有载分解开关故障与无载分解开关故障,其中主要以有载分接开关故障最为常见。有栽开关故障主要造成两种事故,分别为过渡电阻击穿事故与烧断故障。造成变压器出现分解开关故障主要原因是由于变压器密封不良,或者是密封圈出现了老化情况。

  1.2变压器在线检测技术

  (1)变压器铁芯多点接地在线检测技术。变压器铁芯在运行过程中要是出现一点接地情况,所产生的电流数值一般较小,仅仅有几毫安。但是变压器铁芯一旦出现多点接地情况,就会形成换流,换流数值的大小主要受到非正常接地特点所决定。铁芯接地所产生的换流数值一旦超过预警数值,继电器就会立即发出警报。变压器铁芯多点接地在线检测技术装置主要由三部分构成,分别为通信接口、无线收发模块与接地电流模块[1]。

  (2)变压器油色谱在线检测技术。正常情况下,大型变压器绝缘结构都属于油纸绝缘结构,与变压器容量及电压等级之间有着十分紧密关联。现阶段,我国所应用的电压器容量存在较大差异,所需要的绝缘油体积也不同。一般情况下,绝缘油内气体主要有四种,分别为氨气、氧气、一氧化碳、二氧化碳。一旦变压器在运行中出现故障,绝缘油就会产生氢气或者是醛类气体。现阶段,在对变压器故障诊断上,还可以通过判断变压器绝缘油所释放的气体进行研究。这种检测技术能够有效对变压器潜在隐患发现出来,提前对变压器安全隐患进行预防。主变油色谱在线检测技术现阶段在变压器故障检测内已经广泛应用,有关研究理论与技术已经十分成熟。主变油色谱在线检测技术在实际应用中,主要具有三方面特点,首先,数据通信功能十分完善,在线检测所得到的数据自动储存到信息管理系统内;其次,能够有效对变压器绝缘油进行在线检测;最后,具有信号传输与组分分析功能,有效解决检测过程中所出现的误差。

  (3)变压器热点温度在线检测技术。变压器在运行过程中,内部存在不均匀温度情况,可能出现虽然变压器整体温度较低但是局部温度较高情况。变压器绝缘油温度虽然没有超过规定范围,但是变压器内的发热源会由于温度锅盖,出现破损情况。变压器热点温度在线检测技术主要是利用两种技术,分别为紫外成像技术与红外成像技术。红外成像技术在实际应用过程中,能够在不影响变压器运行情况下,对变压器内所存在的缺陷进行检测,了解变压器在致热性与电压上的不足[2]。

  二、变电设备状态评价方法

  2.1状态评价理论

  评价主要是对检测对象与检测目标属性进行了解,同时对定量进行计算。评价也是对管理对象标准进行衡量,利用合理方式进行判断,将预期结果与目标进行对比分析,得到最佳结果。变电设备状态评价是建设在衡量数据上。由于电力行业自身存在一定特殊习惯,状态评价为:按照电力行业在从传统运行所积累的故障与缺陷数据,借助先进技术手段,采取变电设备运行状态,构建数学模型,对状态信息进行对比分析。变电设备状态评价是以数据信息作为前提,尤其是需要变电设备运行状态信息进行保证,在对原始数据进行整合过程上,仅仅依托人工方式难以落实。要是仅仅应用有关部门人员一同完成,工作数量较大,同时非常容易出现脱节情况,需要加快变电设备状态检修应用[3]。

  2.2评价流程

  对变电设备状态评价上,首先需要明确评价目标,然后就是对影响变电设备参数进行统计分析,对变压设备运行能力进行了解,保证能够选择合理的变电设备状态评价手段,构建数学评价模型;最后对评价结果进行验证,保证评价结果的合理性。变电设备状态评价结果要是与实际情况存在差异,就需要对模型进行修改。

  三、故障诊断技术

  3.1故障诊断技术

  (1)故障诊断流程。故障诊断针对的对象主要为运行状态明显下降的变电设备,造成变电设备出现运行下降与较多元件之间都有着十分紧密关联,在对变电设备故障进行诊断之后,就能够有效对运行异常部位进行确定,为故障维修提供数据帮助。故障诊断过程中要是缺少数学模型,具有较高的经验性,所以应该有效将人工智能与专家相结合[4]。(2)故障诊断方法。不同电气设备自身结构与功能不同,进而在对电气设备故障诊断上,所选择的方法也存在一定差异。一般情况下,电气设备故障诊断主要应用故障树分析法。(3)设备评估法优缺点。设备评估法是以数据作为基础的评价方式,评价结果十分全面。设备评估法与其他设备评价方法相比较,评价结果更加直观,同时能够在更加广泛范围内应用。按照变电设备特点与运行状态,利用运行检测、巡视检测、维修检测等多种检测方式,找到计算评价方法。按照变电设备状态量性,构建量化模型,细化变电设备元件,了解不同变电设备运行状态[5]。

  3.2故障树分析法

  (1)故障树分析理论。故障树分析法主要应用在设备设计环节上,利用造成设备在运行过程中所能够出现的故障影响因素,进行深入分析研究,按照所找到的数据信息,形成故障图,进而了解到设备出现故障的原因,判断故障发生可能性。对解决设备故障具有重要意义,同时还能够对预期故障进行纠正。故障树分析法属于稳定性较高的研究方法。(2)变电设备故障树分析。故障树分析法在实际应用过程中,由于受到分析对象、精细程度等因素的不同,变电设备故障树分析主要从以下几方面分析:首先,构建故障树。构建故障树是对变电设备故障分析关键环节,故障树构建质量与分析结果之间有着十分紧密关联。部分电器设备由于自身结构十分复杂故障树所涉及到的内容较多。故障树在构建上,就是对有关数据信息及资料进行采集,然后确定顶事件,最后构建故障树;其次,构建故障树数学模型。故障树数学模型在构建过程中,需要对设备运行状态进行假设,同时保证各个元件都是独立存在[6];最后,对故障树进行定性研究。对故障树进行定性研究主要作用就是对顶事件原因,进而造成顶事件出现的原因,了解电气设备所存在的潜在故障,对故障进行诊断,不断对变电设备设计方案与维修方案进行完善。

  四、提高变电设备在线检测与状态检修的对策

  4.1制定完善状态检修保证体系

  首先,电力企业需要按照电力系统特点,逐渐对质量保证制度进行完善,推动检修设备规范化落实,同时对检修人员工作职责进行确定。推动状态检修规范化建设,以人为本,提高安全管理制度[7]。其次,完善变电设备检修验收制度。为了能够有效提高检修质量,电网企业可以制定检修质量验收制度,保证检修过程中能够发现变电设备潜在安全隐患。

  4.2提高计算机辅助系统在变电站设备检修中的应用

  变电设备检修工作所涉及到的环节较多,同时造成变电设备出现故障的原因较多,要是仅仅应用人工检修形式,难以在最短时间内找到造成变电设备出现故障的原因。因此,在变电设备检修上,可以借助计算机技术。计算机技术在变电设备检修工作内应用之后,不仅能够有效保证变电设备检修工作合理落实,推动变电设备检修管理平台的构建,提高检修方案科学合理性。与此同时,计算机技术还能够有效提高变电设备检修决策质量,变电设备检修所采集到的数据信息进行系统化分析研究,保证变电设备检修方案的合理[8]。

  五、结束语

  我国对变电设备在线检测技术与状态检测研究时间较短,对变电设备在线检测技术与状态检测有关理论与技术还需要进一步深入研究。从现阶段发展情况来说,在线检测技术与状态检修基本上能够满足变电设备检修需求,推动变电站自动化方向,降低变电设备运行成本,提高变电站运行稳定性。在线检测技术和状态检修在变电设备上应用,所具有的优势越加显著,进而对其分析研究具有重要意义。

  参考文献

  [1]尹明明.关于变电设备在线监测技术及状态检修的探讨[J].电子测试,2016,(20):121+152.

  [2]王少华,叶自强,梅冰笑.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状[J].高压电器,2011,(4):84-90.

  [3]王少华,胡文堂,梅冰笑,等.浙江电网输变电设备智能化及状态检修体系[J].高压电器,2013,(4):8-13.

  [4]李晓峰,刘娟,覃绍先,鞠登峰,等.基于IEC61850的输变电设备在线监测中心的关键技术[J].高电压技术,2010,(12):3041-3046.

  [5]周自强.变电设备运维意义及主要技术措施分析[J].南方农机,2015,(1):66+68.

  [6]郭兴科,郭碧翔,郭凯军,等.基于状态检修的变电设备综合在线监测系统[J].电世界,2012,05:8-10.

  [7]王舸,马晓璇,黎民悦.论如何提高变电设备巡视质量及效率[J].工程技术研究,2017,(1):113+125.

  [8]孙玉宵.变电站运行安全措施与管理研究[J].住宅与房地产,2016,(18):208.

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